DE2336442A1 - SOLDERING OR WELDING MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING IT - Google Patents
SOLDERING OR WELDING MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING ITInfo
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Description
PATB NTANWALTEPATB NTANWALTE
D R. P. T J ~ " ' Γ ES RD R. P. T J ~ "'Γ ES R
CASTOLIN S.A. Saint-Sulpice (Vaud)CASTOLIN S.A. Saint-Sulpice (Vaud)
LOT- ODER SCHWEISSMATERIAL UND VERFAHREN ZU SEINER HERSTELLUNGSOLDER OR WELDING MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING IT
Die Erfindung betrifft Lot- oder Schweissmaterial in Form von Formteilen, Beschichtungen oder Pasten, die pulverförmige Zusatzwerkstoffe und/oder Flussmittel enthalten.The invention relates to solder or welding material in Form of molded parts, coatings or pastes that are powdery Contains filler materials and / or flux.
Pulverförmige Zusatzwerkstoffe und Flussmittel werden industriell in grossen Mengen bei allen Arten von Lot- und Schweissprozessen verwendet.Powdered filler materials and fluxes are becoming industrial used in large quantities in all types of soldering and welding processes.
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Flussmittel können in Lösung vorliegen, in Suspension, als Paste, z.B. zusammen mit pulverförmiger! Zusatzwerkstoff en, oder auch als trockenes Pulver. Man kennt ferner auch Beschichtungen von Flussmitteln z.B. auf Lotlegierungen. Die Zusatzwerkstoffpulver werden vorwiegend in Form von Pasten oder als Formkörper verwendet.Fluxes can be in solution, in suspension, as a paste, e.g. together with powdery! Filler materials or as a dry powder. One also knows also coatings of fluxes e.g. on solder alloys. The filler metal powders are predominantly used in the form of pastes or as moldings.
Da jedoch Zusatzwerkstoffe und Flussmittel im allgemeinen kristallin sind, d.h. keine Tendenz zur Bildung zähflüssiger Lösungen oder Gallerten zeigen und daher kaum Bindekräfte aufweisen, sind die mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Stabilität von Pasten, Beschichtungen und Formteilen für viele Anwendungen nicht ausreichend. Beispielsweise sind Flussmittelbeschichtungen auf Hart- Lotstäben häufig so instabil, dass selbst beim normalen Transport und einwandfreier Verpackung Schaden an der Flussmittelumhüllung nicht ausbleiben. Die rationelle Herstellung von Formteilen zur exakten Dosierung von Flussmittel und/oder Zusatzwerkstoff scheitert ebenfalls an der mechanischen Festigkeit. Zusatzwerkstoffpasten sind des relativ hohen spezifischen Gewichtes der Metalle wegen schwierig in gut fliessfähiger und doch stabiler Form zu erhalten.However, as fillers and fluxes in general are crystalline, i.e. show no tendency to form viscous solutions or jelly and therefore The mechanical properties, in particular the stability of pastes and coatings, have hardly any binding forces and molded parts are insufficient for many applications. For example, flux coatings are Often so unstable on hard plumb bobs that damage even during normal transport and perfect packaging on the flux coating. The efficient production of molded parts for exact dosing of flux and / or filler material also fails due to the mechanical strength. Filler material pastes are difficult to flow because of the relatively high specific weight of the metals to maintain stable shape.
Deshalb verwendet man in der Praxis meist Hilfsstoffe wieTherefore, in practice, auxiliary materials such as
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lösliche Silikate, quellbare Schichtsilikate, z.B. Bentonit, zähflüssige , lösliche Naturprodukte wie Gelatine, Alginate oder entsprechende Kunststoffe.soluble silicates, swellable sheet silicates, e.g. bentonite, viscous, soluble natural products such as gelatine, Alginates or corresponding plastics.
Die Verwendung der bekannten Hilfsstoffe. bringt jedoch den Nachteil mit sich, dass die Rückstände solcher -Hilfsstoffe den Lötvorgang fast immer stark beeinträchtigen, vor allem im Arbeitstemperaturbereich unter 1000 C. Sie verringern insbesondere die Wirksamkeit des Flussmittels ganz erheblich und behindern das Fliessen des Lotes. Dies erfordert eine unerwünschte Steigerung der Arbeitstemperatur, die zudem oft unzureichende Auswirkungen hat, und führt zu einer Zunahme des Ausschussanteils. Was speziell die Lotpasten betrifft, sind die bekannten Hilfsmittel zudem wenig geeignet, eine stabile Suspension zu bilden.The use of the known auxiliaries. brings however with the disadvantage that the residues of such auxiliary materials almost always have a strong impact on the soldering process, especially in the working temperature range below 1000 C. You in particular reduce the effectiveness of the flux considerably and impede the flow of the solder. this requires an undesirable increase in the working temperature, which also often has insufficient effects, and leads to an increase in the reject rate. As far as the solder pastes are concerned, the well-known aids are also not very suitable for forming a stable suspension.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Lot- und Schwexssmaterialien zu vermeiden und Form-, teile, Beschichtungen und Pasten aus pulverförmigen Zusatzwerkstoffen und/oder Flussmitteln zu verschaffen, die einerseits hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften, d.h. Stabilität, bzw. Festigkeit oder Elastizität den Anforderungen der jeweiligen Form des Materials und seines Verwendungszweckes ideal angepasst werden können und andererseits beim Löten oder SchweissenThe object of the invention is to avoid the disadvantages of the known solder and welding materials and form, parts, coatings and pastes made from powdered filler materials and / or to provide fluxes which, on the one hand, with regard to their mechanical properties, i.e. stability, or strength or elasticity, the requirements of the respective shape of the material and its intended use can be ideally adapted and, on the other hand, when soldering or welding
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keinerlei störende Rückstände oder Nebenwirkungen wie Rauch- und Blasenbildung ergeben.there are no disturbing residues or side effects such as smoke and blistering.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemässe Lötoder Schweissmaterial dadurch gekennzeichnet, dass es als Bindemittel polymere Methacrylate enthält.To solve this problem, the inventive soldering or Welding material characterized in that it contains polymeric methacrylates as a binder.
Das Verfahren zur Herstellung dieses Materials ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzwerkstoff- und/oder Flussmittelkomponenten innig vermischt und homogen mit den polymeren Methacrylaten benetzt werden und die entstehendeMasse in die gewünschte Form gebracht wird.The method for producing this material is according to the invention characterized in that the filler material and / or flux components are intimately mixed and homogeneously wetted with the polymeric methacrylates and the resulting mass in the desired shape is brought.
Eine homogene Benetzung kann beispielsweise mit Hilfe von Dispersionen oder durch Warmmischen erreicht werden.Homogeneous wetting can be achieved, for example, with the aid of dispersions or warm mixing.
Vorzugsweise nimmt man jedoch organische Lösungsmittel, wie Ester, Ketone, Chlorkohlenwasserstoffe, Aromate oder Erdöldestillationsfraktionen zu Hilfe, da mit diesen bei Raumtemperatur gearbeitet werden kann und in kürzester Zeit die gewünschte Benetzung erzielt wird.However, preference is given to using organic solvents such as esters, ketones, chlorinated hydrocarbons and aromatics or petroleum distillation fractions to help, as with these can be worked at room temperature and the desired wetting is achieved in a very short time.
Obwohl sich polymere Methacrylate allgemein gut eignen, so sind die günstigsten Eigenschaften hauptsächlich mitAlthough polymeric methacrylates work well in general, the most beneficial properties are primarily with
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Methyl-bis Nonylmethacrylat und vor allem mit Methyl-bis Amylmethacrylat zu erreichen. Dabei können mit Vorteil auch Mischungen verschiedener Polymerisate oder Mischpolymerisate von Methacrylaten verwendet werden, um spezifische Eigenschaften zu erreichen.Methyl bis nonyl methacrylate and especially methyl bis To achieve amyl methacrylate. You can do this with advantage Mixtures of different polymers or copolymers of methacrylates can also be used to achieve specific properties.
Auch ist der Anteil an polymeren Methacrylaten nicht auf sehr geringe Zusätze begrenzt, sondern kann ohne weiteres bis zu 30 % und mehr betragen. Vorzügliche Eigenschaften ergeben sich aber bereits mit 2 bis 20 %. Ferner werden mit Vorteil polymere Methacrylate mit einem Polymerisationsgrad zwischen 25.000 und 250. 000 eingesetzt.The proportion of polymeric methacrylates is not limited to very small additions, but can easily up to 30% and more. Excellent properties result, however, with 2 to 20%. Further be Polymeric methacrylates with a degree of polymerization between 25,000 and 250,000 are advantageously used.
Die nachfolgenden Beispiele veranschaulichen einige typische Anwendungsformen der erfindungsgemässen Materialien.The following examples illustrate some typical forms of application of the materials according to the invention.
Beispiel 1 : Lotstabbeschichtunq Eine Mischung von Borsäure mit Borax im Gewichtsverhältnis 1:1 wird in einem Planetenrührwerk mit einer 10-prozentigen Lösung von polymerem Propylmethacrylat in Methylacetat bis zu einer Propylmethacrylatkonzentration von 20 % in der Trockensubstanz homogen benetzt. Example 1 : Plumbing rod coating A mixture of boric acid with borax in a weight ratio of 1: 1 is homogeneously wetted in a planetary stirrer with a 10 percent solution of polymeric propyl methacrylate in methyl acetate up to a propyl methacrylate concentration of 20% in the dry substance.
Die Konsistenz und Plastizität der Mischung wird durch weitere Lösungsmittelzusätze eingestellt. MethylacetatThe consistency and plasticity of the mixture is adjusted by adding more solvents. Methyl acetate
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kann dabei ohne weiteres durch andere geeignete Lösungsmittel ersetzt werden.can easily be done by other suitable solvents be replaced.
Diese Mischung wird in üblicher Weise in einer Elektrodenpresse auf Messinghartlotstäbe durch Extrusion aufgebracht.This mixture is applied in the usual way in an electrode press to brass brazing rods by extrusion.
Die so mit Flussmittel beschichteten Lotstäbe trocknen sehr rasch an der Luft und sind dann ohne weitere Behandlung einsatzbereit. Die Beschichtung verträgt weitgehende Verformungen der Lotstäbe ebenso wie die rauhesten Transportbedingungen.The solder rods coated with flux in this way dry very quickly in the air and are then without any further treatment ready to use. The coating tolerates extensive deformations of the solder rods as well as the roughest Transport conditions.
Der Propylmethacrylatzusatz beeinträchtigt weder das Abschmelzen noch die Aktivität des Flussmittels und der Lotfluss ist völlig unbehindert.The addition of propyl methacrylate does not affect the melting or the activity of the flux and the Solder flow is completely unhindered.
Beispiel 2 : Lotpaste Example 2 : solder paste
Feines oxydfreies Cu-Pulver (unter 100 u. Tetlchengrosse) wird mit einer Lösung von Polymethylitiethacrylat in Benzindestillat 60/160 bis zu pastöser Konsistenz gemischt. Der Methylmethacrylatanteil in der Trockensubstanz wird auf 5 % eingestellt. Diese streichfähige Paste lässt sich sehr gut dosiert auf die Lötstellen verteilen und hat den Vorteil, dass im Schutzgasofen das Cu-Lot nicht wie bei anderen, bekannten,schmelzenden Bindemitteln vonFine, oxide-free Cu powder (less than 100 and the size of a small bottle) is mixed with a solution of polymethylitiethacrylate in petrol distillate 60/160 until it has a paste-like consistency. The proportion of methyl methacrylate in the dry substance is adjusted to 5%. This spreadable paste can be distributed very well dosed over the soldering points and has the advantage that the copper solder is not used in a protective gas furnace, as is the case with other, known, melting binders from
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äer Lötstelle wegfliesst, sondern dort konzentriert bleibt und, da keinerlei störende Rückstände beeinträchtigend wirken, eine perfekte Lötung ergibt. the solder joint flows away, but is concentrated there remains and, since no disruptive residues have an adverse effect, results in a perfect soldering.
Beispiel 3 : Formkörper aus Flussmittel Example 3 : Molded body made from flux
und Zusatzwerkstoffand filler material
Silberlotpulver nach Norm DIN L Ag 40 wird mit Borsäure und Kaliumfluorid im Verhältnis 1:1 homogen durchmischt und danach mit einer 15-prozentigen Lösung von Polymethylmethacrylat in Trichloräthylen bis zu pastenartiger Konsistenz gründlich benetzt- Der Anteil des Bindemittels betragt 0,5 % bezogen auf die Trockensubstanz.Silver solder powder according to DIN L Ag 40 is made with boric acid and potassium fluoride mixed homogeneously in a ratio of 1: 1 and then mixed with a 15 percent solution of polymethyl methacrylate Thoroughly wetted in trichlorethylene to a paste-like consistency - the proportion of the binder amounts to 0.5% based on the dry substance.
Danach wird diese Paste mittels einer Tablettiermaschine ■ in die gewünschte Form gepresst.This paste is then pressed into the desired shape using a tablet machine.
Die so hergestellten Silberlotpulver-Flussmittel-Formkörper können für die verschiedensten Lötprozesse, wie Flammlötung, Ofen- oder HF-Lötung, verwendet werden, da das Methylmethacrylat des Flussmittels weder das Schmelzen noch die Aktivität des Flussmittels sowie das AusfHessen des Silberlotes behindert.The silver solder powder flux molded bodies produced in this way can be used for a wide variety of soldering processes, such as Flame soldering, furnace soldering or HF soldering, can be used because the methyl methacrylate of the flux does not melt either nor the activity of the flux and the flow of the silver solder obstructed.
Beispiel 4 : Bandbeschichtung Eine Mischung von Pentaborat, Borsäure und Borax im Example 4 : Coil coating A mixture of pentaborate, boric acid and borax im
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Verhältnis 3/1/1,5 wird in einem üblichen Mischer mit einer 30-prozentigen Lösung aus Polymethylmethacrylat, gelöst in Butylglykol und Aethylglykol (Verhältnis 2:1) gründlich durchmischt, wobei der Anteil an Polymethylmethacrylat bis ca. 30% in der Trockenmasse beträgt.Ratio 3/1 / 1.5 is used in a conventional mixer with a 30 percent solution of polymethyl methacrylate, dissolved in butyl glycol and ethyl glycol (ratio 2: 1) thoroughly mixed, the proportion of polymethyl methacrylate up to approx. 30% in the dry matter.
Die Viskosität der Masse wird durch weiteren Zusatz von Lösungsmittel streichfähig eingestellt und die Masse sodann mit einer Kaschiermaschine einseitig auf eine Lotfolie aufgebracht.The viscosity of the mass is made spreadable by further addition of solvent and the mass then applied to one side of a solder foil with a laminating machine.
Für eine beidseitige Beschichtung von Lötbändern eignet sich die gleiche Zusammensetzung, etwas dünner eingestellt , wobei dann im Tauchverfahren gearbeitet wird.For a double-sided coating of soldering tapes, the same composition is suitable, set a little thinner , in which case the immersion method is used.
Beispiel 5 : Lötkabel Example 5: soldering cable
Eine Mischung von Silverlotpulver nach Norm DIN wird mit Borsäure und Kaliumborfluorid (Verhältnis 1:2) gut durchgemischt. Diese Trockenmasse wird anschliessend mit einem Polymethylmethacrylat in griesartiger Körnung (Teilchengrösse bis 200λ*-) ebenfalls trocken homogenisiert. Das Verhältnis von Polymethylmethacrylat beträgt 15 % auf die Trockensubstanz.A mixture of silver solder powder according to DIN standard is mixed with boric acid and potassium boron fluoride (ratio 1: 2) well mixed. This dry matter is then mixed with a polymethyl methacrylate in a gritty grain (Particle size up to 200λ * -) also dry homogenized. The ratio of polymethyl methacrylate is 15% on dry matter.
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Anschliessend wird diese Mischung mittels einer Schneckenstrangpresse in der gewünschten Strangform extrudiert. Im noch warmen Zustand lassen sich daraus leicht Ringe und andere den speziellen Problemen angepasste Formen bilden.This mixture is then made using a screw extruder extruded in the desired strand shape. When it is still warm, it can easily be used to make rings and create other forms adapted to the specific problems.
Nach der Abkühlung sind die erhaltenen Lötkabel und Formkörper sofort gebrauchsfertig. Eine Beeinträchtigung sowohl des Schmelzens und der Aktivität des Flussmittels/ sowie des Ausfliessens der Lotlegierung durch den Kunststoff ist nicht zu beobachten.After cooling, the soldering cables and shaped bodies obtained are immediately ready for use. A nuisance to both the melting and the activity of the flux / as well as the outflow of the solder alloy through the plastic is not observed.
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